(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアイランドが所定マトリックス状に配置されたリードフレーム又は基板を被供給物の供給位置まで搬送した後、前記アイランドの所定位置に対して供給手段から順番に被供給物を供給する供給方法であって、
少なくとも１つのアイランド領域を撮像可能なカメラで任意のアイランドに対して被供給物を供給した後の状態を撮像する工程と、
次のアイランドまでの相対位置を前記マトリックス配置情報に基づいて予測演算して前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させて次のアイランドに対して被供給物を供給すると共に被供給物を供給した後の状態を撮像する工程と、
撮像後の画像情報から被供給物の所定供給位置からのズレを検出する工程と、
さらに次のアイランドまでの相対位置の予測演算で前記ズレを解消するように補正をかける工程と、
を有する被供給物の供給方法。
【請求項２】
前記撮像工程で得られたアイランドの複数の位置情報を順次記憶手段に記憶すると共に、これら記憶された複数の位置情報に基づいて次に被供給物を供給するアイランドの位置を予測演算することを特徴とする請求項１の供給方法。
【請求項３】
最初の撮像工程で得られたアイランドの位置情報と最新の撮像工程で得られたアイランドの位置情報とに基づいて前記供給手段の移動方向に対するリードフレーム又は基板の傾斜θを検出し、前記マトリックス配置情報と前記傾斜θに基づいて次のアイランドまでの相対位置を予測演算し前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させることを特徴とする請求項２の供給方法。
【請求項４】
任意の撮像工程で得られたアイランドの位置情報と直近の撮像工程で得られたアイランドの位置情報とに基づいて前記供給手段の移動方向に対するリードフレーム又は基板の傾斜θを検出し、前記マトリックス配置情報と前記傾斜θに基づいて次のアイランドまでの相対位置を予測演算し前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させることを特徴とする請求項２の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム又は基板に対するチップやペーストなどの被供給物を供給する供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のアイランドが所定マトリックス状に配置されたリードフレーム又は基板に対して、チップやペーストなどの被供給物を各アイランドに順番に自動供給する装置として、ボンディング装置やペースト塗布装置がある。これら装置には、チップやペーストの供給前のアイランドの画像を取り込んでアイランドの位置を検出すると共に、チップやペーストを供給した後のアイランドの画像を取り込んでチップの取付状態が正常か否か、ペーストの面積に過不足がないかどうか、及びペーストの位置が適正か否かなどを検査する検査装置が組み込まれている。
【０００３】
このような検査装置の一例を図８、図９に基づいて簡単に説明する。図８の検査装置１０は、例えばリードフレーム１２に対するペーストの塗布装置に組み込まれる。ここではペースト塗布装置は省略している。
【０００４】
リードフレーム１２は吸着板１４に取り付けられた状態で搬送ステージ１６に搭載される。搬送ステージ１６はリードフレーム１２をその長手方向（Ｘ方向）に搬送する。搬送ステージ１６の上方にはＣＭＯＳカメラ１８が配設され、このカメラ１８でアイランドの画像を取り込む。搬送ステージ１６とカメラ１８との間には同軸落射照明装置２０が配設され、光源２２からの光をハーフミラー２４で反射させ、アイランド２６およびペースト２８直上から照射した光の垂直上向き反射光がハーフミラー２４を通してカメラ１８で受光される。カメラ１８に取り込んだアイランド２６およびペースト２８の画像は画像処理系２１で処理する。カメラ１８と同軸落射照明装置２０は図示しないＹテーブルに搭載されてリードフレーム１２の幅方向（Ｙ方向）に移動可能とされている。
【０００５】
図１０はリードフレーム１２を模式的に示したもので、カメラ１８の視野が矩形二点鎖線で示される。この視野は３×３のマトリックス状配置のアイランド２６を収めるだけの広さがある。図１１はこの視野を拡大したもので、一番目と二番目のアイランド２６にペースト２８が供給された状態を示している。この時、カメラ１８は二番目のアイランド２６の直上位置に来ている。従来の方法で三番目のアイランド２６にペースト２８を供給しようとする時、図１１の画像を使用して二番目のアイランド２６のＤＢＩ画像処理をしている間に、同じ図１１の画像から三番目のアイランド２６の位置検出を行う。ＤＢＩ画像処理とアイランド２６の位置検出をした後、前記位置検出情報に基づいて搬送ステージ１６をＹ方向にアイランドの１ピッチ分だけ移動させ、三番目のアイランド２６を所定のボンディング位置ないし供給位置に移動させる。それから三番目のアイランド２６に対するダイボンディングまたはペースト供給を行い、この状態の画像を再びカメラ１８に取り込む。この取り込んだ画像からチップの取り付け状態のズレ量、ペースト２８の面積、及びペースト２８の位置などを検出する。そして、これら検出値に基づいて次のアイランド２６（４番目）に対してチップやペースト２８を供給する際にチップやペースト２８の供給位置およびペースト２８の供給量のズレ（正常な供給位置および供給量からの乖離）を補正すべくボンディング装置ないしペースト塗布装置をフィードバック式に制御する。
【０００６】
図１２に従来の方法によるダイボンディングまたはペースト供給をフローチャートで示す。ステップＳ１で第ｎ番目とｎ＋１番目のアイランドの一括画像取込を行う。この時、第ｎ番目のアイランドには既にダイボンディングまたはペースト供給が行われているものとする。ステップＳ２で第ｎ番目のアイランドのＤＢＩ画像処理またはペーストの面積・位置の検出と、第ｎ＋１番目のアイランドの位置検出が同時に行われる。その後、ステップＳ３で前記位置検出に基づいてＹテーブルを移動させ、カメラ１８を第ｎ＋１番目のアイランドの真上に移動させる。そしてステップＳ４で第ｎ＋１番目のアイランドに対してダイボンディングまたはペースト供給を行う。以上のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返してアイランドの列方向（Ｙ方向）のダイボンディングまたはペースト供給を完了すると、リードフレームをＸ方向に１ピッチ分だけ搬送し、再び以上のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す。なお、従来公知のペーストの検査装置としては例えば特許文献１があり、またボンディング領域の位置認識方法については例えば特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１９７０２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２５３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のチップやペーストの供給方法は、必ずアイランドの実際の位置を画像情報として取り込んでアイランドの実際の位置を割り出してからダイボンディング又はペースト供給を行っていた。一方、製品の信頼性向上のためにダイボンディングまたはペースト供給した後のアイランドの画像もカメラに取り込んでＤＢＩ（ダイボンディング・インスペクション）画像処理や、ペーストの面積や位置を検出する必要がある。しかしながら、このようにダイボンディング又はペースト供給の前後でアイランドの画像取り込みを行うには、現在ＤＢＩ画像処理の対象としているアイランドをカメラの視野に収めるだけでなく、次にダイボンディング又はペースト供給をしようとするアイランドまでカメラの視野に収める必要がある。すなわち、少なくとも隣接する二つのアイランドを一つのカメラの視野に収める必要がある。カメラの視野の広狭はカメラコストに大きく影響するから、カメラの低コスト化のためにはその視野を必要最低限にする必要がある。しかしながら、アイランド間のピッチは品種によって広狭様々である。このため、カメラの視野は最大ピッチに合わせて設定せざるを得ないという事情がある。また、カメラのレンズ倍率を下げてカメラの視野を拡大する方法も考えられるが、そうすると画像の分解能が落ちて検査精度が低下するから有効な解決手段にならない。
【０００９】
一方、アイランドの位置は所定マトリックス状配置に基づいているため、各アイランドの位置はリードフレーム上に基準点さえ確保できれば当該基準点を元にして予測可能である。ダイボンディングまたはペースト供給した後のアイランドの画像は製品の信頼性確保のために不可欠ではあるが、アイランド位置の検出は実際のアイランドの画像を必ずしも検出しないで前述した位置予測により代替できないこともない。
【００１０】
そこで本発明は、次にダイボンディング又はペースト供給をしようとするアイランドの画像取込と位置検出を省略する代わりに、ダイボンディング又はペースト供給をしようとするアイランド位置を所定マトリックス状配置の既知の情報に基づいて位置予測する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため本発明の供給方法は、複数のアイランドが所定マトリックス状に配置されたリードフレーム又は基板を被供給物の供給位置まで搬送した後、前記アイランドの所定位置に対して供給手段から順番に被供給物を供給する供給方法であって、少なくとも１つのアイランド領域を撮像可能なカメラで任意のアイランドに対して被供給物を供給した後の状態を撮像する工程と、次のアイランドまでの相対位置を前記マトリックス配置情報に基づいて予測演算して前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させて次のアイランドに対して被供給物を供給すると共に被供給物を供給した後の状態を撮像する工程と、撮像後の画像情報から被供給物の所定供給位置からのズレを検出する工程と、さらに次のアイランドまでの相対位置の予測演算で前記ズレを解消するように補正をかける工程と、を有する。
【００１２】
所定マトリックス状配置の既知の情報に基づいてアイランドの位置を予測して被供給物を供給するだけでは、リードフレームの歪みやリードフレームの送り機構の誤差に基づく供給位置のズレを修正することができない。そこで、被供給物を供給した後の状態をカメラで撮像し、この撮像後の画像情報から被供給物の所定供給位置からのズレを検出して次のアイランドまでの相対位置の予測演算で前記ズレを解消するように補正をかけるようにした。
【００１３】
本発明方法においては、撮像工程で得られたアイランドの複数の位置情報を順次記憶手段に記憶すると共に、これら記憶された複数の位置情報に基づいて次に被供給物を供給するアイランドの位置を予測演算することができる。
【００１４】
隣接する二つのアイランド間でピッチが連続的に逓増または逓減するような場合、撮像工程で得られたアイランドの複数の位置情報を順次記憶手段に記憶し、ピッチの逓増率または逓減率に基づいて、次に被供給物を供給するアイランドの位置をより正確に予測演算することができる。また、隣接する二つのアイランド間でアイランドの列と直角な方向（Ｘ方向）の位置ズレが発生している場合、すなわち、アイランドの列が傾斜ないし湾曲している場合も、各アイランドの位置情報から傾斜度ないし湾曲率が分かるから、次に被供給物を供給するアイランドの位置をより正確に予測演算することができる。
【００１５】
本発明方法においては、最初の撮像工程で得られたアイランドの位置情報と最新の撮像工程で得られたアイランドの位置情報とに基づいて前記供給手段の移動方向に対するリードフレーム又は基板の傾斜θを検出し、前記マトリックス配置情報と前記傾斜θに基づいて次のアイランドまでの相対位置を予測演算し、前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させることができる。
【００１６】
列方向に並んだ複数のアイランドを順番に位置予測する際に、リードフレーム又は基板にアイランドの列を傾斜させる歪みがあると前記位置予測の誤差が大きくなる。そこで、最初と最新（直近）の撮像工程で得られた二つのアイランドの位置情報に基づいてリードフレーム又は基板の傾斜θを検出する。二つのアイランドの相対距離が大きいほど前記傾斜の検出精度が高まる。
【００１７】
本発明方法においては、任意の撮像工程で得られたアイランドの位置情報と直近の撮像工程で得られたアイランドの位置情報とに基づいて前記供給手段の移動方向に対するリードフレーム又は基板の傾斜θを検出し、前記マトリックス配置情報と前記傾斜θに基づいて次のアイランドまでの相対位置を予測演算し前記供給手段を次のアイランドまで相対的に移動させることができる。
【００１８】
列方向に並んだ複数のアイランドを順番に位置予測する際に、リードフレーム又は基板にアイランドの列を湾曲させる歪みがあると前記位置予測の誤差が大きくなる。そこで、最新と直近の撮像工程で得られた二つのアイランドの位置情報に基づいてリードフレーム又は基板の部分的歪みを検出する。アイランドの位置予測をする際にはこの歪みも考慮することにより誤差が少なくなる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のようにダイボンディングまたはペースト供給の前段階としてのアイランドの位置検出を従来のアイランドの実際の画像の取込みによるのではなく、所定マトリックス状配置の既知の情報に基づいて位置予測するので、カメラの視野は少なくとも１つのアイランド領域を撮像可能なカメラであればよく、これによりアイランドのピッチ間隔が広狭様々な多品種に対応できると共に、カメラの低コスト化とタクトタイムの低減の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明で使用するカメラでアイランドを捉えた状態を示すリードフレームの部分平面図。
【図２】本発明で使用するカメラの視野を示す平面図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は本発明によるアイランドに対するペーストの供給状態を示す平面図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は本発明によるアイランドに対するペーストの供給状態を示す平面図。
【図５】本発明による供給方法のフローチャート。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）はアイランドの列の傾斜検出方法を示す図。
【図７】アイランドの別の傾斜検出方法を示す図。
【図８】従来のダイボンディングまたはペースト供給の検査装置の一例を示す斜視図。
【図９】カメラと同軸落射照明装置の側面図。
【図１０】従来のカメラの視野の中心にアイランドを捉えた状態のリードフレームの平面図。
【図１１】従来のカメラの視野を示す平面図。
【図１２】従来の供給方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。なお、本発明方法は図８に示す検査装置に適用可能であるため、必要に応じて図８を参照する。また、チップやペーストの供給手段は従来品を使用可能なため、供給手段の具体的説明は省略する。図１と図２は、本発明で使用するカメラ（図８のカメラ１８）の視野の中心にリードフレーム１２の最初のアイランド２６を捉えた状態を示す。この図から分かるように、二番目のアイランド２６はカメラの視野から外れている。すなわち、本発明で使用するカメラはアイランド２６の列方向（Ｙ方向）で少なくとも１つのアイランド２６を視野に収めることができるものであればよい。
【００２２】
図３と図４に本発明の供給方法でペーストを供給する状態を示す。図３の（Ａ）は任意のアイランド２６（ｎ番目）に既にペースト２８を供給し、次のアイランド２６（ｎ＋１番目）にペースト２８を供給するために、アイランド２６の所定マトリックス状配置情報に基づいて次のアイランド２６の位置をＹ方向にｙだけ離れた位置であると予測した状態を示す。ここでｎ番目のアイランド２６には正しい位置にペースト２８が供給されているものとする。次のアイランド２６（ｎ＋１番目）に供給したペースト２８は実線で示しているが、このペースト２８の位置は破線で示す本来の供給位置からΔｙだけｎ番目のアイランド２６側に離間しているものとする。このようなズレはカメラ（図８のカメラ１８）を搭載したＹテーブルのＹ方向ピッチ送り誤差やリードフレーム１２の温度膨張等によって起こり得る。
【００２３】
次に、図３の（Ｂ）はペースト２８を供給したアイランド２６（ｎ＋１番目）から次のアイランド２６（ｎ＋２番目）の位置をＹ方向にｙ＋Δｙだけ離れた位置であると予測した状態を示す。直近のアイランド２６（ｎ＋１番目）では所定のマトリックス情報に基づいてＹ方向にｙだけ離れた位置にアイランド２６があると位置予測したが、この位置予測に基づいてペースト２８を実際に供給してその位置をカメラで画像取り込みし検査した結果、前述の図３（Ａ）のようにペースト供給位置がΔｙだけズレていたことが分かった。そこで、このズレ（Δｙ）が次のアイランド２６（ｎ＋２番目）でも再度起こることがないように、次のアイランド２６（ｎ＋２番目）の位置予測で本来ならば所定のマトリックス情報に基づいて直近のアイランド２６（ｎ＋１番目）の中心からＹ方向にｙだけカメラ搭載のＹテーブルや供給手段を移動すべきところを、ｙ＋Δｙだけ移動する。これにより前記ズレ（Δｙ）が解消される。
【００２４】
次に、図４の（Ａ）は、図３の（Ａ）と同様に任意のアイランド２６（ｎ番目）に既にペースト２８を供給し、次のアイランド２６（ｎ＋１番目）にペースト２８を供給するために、アイランド２６の所定マトリックス状配置情報に基づいて次のアイランド２６の位置をＹ方向にｙだけ離れた位置であると予測した状態を示す。ｎ番目のアイランド２６には正しい位置にペースト２８が供給されているものとする。次のアイランド２６（ｎ＋１番目）に供給したペースト２８は実線で示しているが、このペースト２８は破線で示す本来の供給位置からΔｙだけｎ番目のアイランド２６から離れる方向に離間しているものとする。
【００２５】
図４の（Ｂ）はペースト２８を供給したアイランド２６（ｎ＋１番目）から次のアイランド２６（ｎ＋２番目）の位置をＹ方向にｙ−Δｙだけ離れた位置であると予測した状態を示す。直近のアイランド２６（ｎ＋１番目）では所定のマトリックス情報に基づいてＹ方向にｙだけ離れた位置にアイランド２６があると位置予測したが、この位置予測に基づいてペースト２８を実際に供給してその位置をカメラで画像取り込みして検査した結果、図４（Ａ）のようにペースト供給位置がΔｙだけズレていたことが分かった。そこで、このズレ（Δｙ）が次のアイランド２６（ｎ＋２番目）でも再度起こることがないように、次のアイランド２６（ｎ＋２番目）の位置予測で本来ならば所定のマトリックス情報に基づいて直近のアイランド２６（ｎ＋１番目）の中心からＹ方向にｙだけカメラ搭載のＹテーブルや供給手段を移動すべきところを、ｙ−Δｙだけ移動する。これにより前記ズレ（Δｙ）が解消される。
【００２６】
以上の工程をフローチャートで示すと図５のようになる。この図５ではペースト供給だけでなく、ダイボンディングも含めて記載してある。すなわち、本発明方法はリードフレーム又は基板に対するチップやペーストなどの被供給物を供給する供給方法すべてに広く適用可能である。図５のステップＳ１では第ｎ番目のアイランドの画像取込を行う。この時、第ｎ番目のアイランドには既にダイボンディングまたはペースト供給が行われているものとする。ステップＳ２で第ｎ番目のアイランドのＤＢＩ画像処理またはペーストの面積・位置の検出と、第ｎ＋１番目のアイランドの位置予測が同時に行われる。その後、ステップＳ３で前記位置検出に基づいてカメラ搭載のＹテーブルを１ピッチ分Ｙ方向に移動させると共に、ステップＳ４で第ｎ＋１番目のアイランドに対して供給手段によりダイボンディングまたはペースト供給を行う。以上のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返してアイランドの列方向のダイボンディングまたはペースト供給を完了すると、リードフレームをＸ方向に１ピッチ分だけ搬送し、再び以上のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す。
【００２７】
以上、アイランドがＹ方向にズレている場合のボンディングまたはペースト供給の位置補正について説明したが、本発明はアイランドのＹ方向の位置ズレだけでなく、アイランドの列の傾斜によるズレにも対応可能である。図６はこのような列の傾斜に対する本発明の適用例を示す。図６（Ａ）は傾斜のないアイランド２６の列の１番目と２番目のアイランド２６にペースト２８を供給した状態を示す。このように列に傾斜がないアイランド２６であれば前述したＹ方向のペースト供給位置補正のみで対応可能である。しかし、図６の（Ｂ）と（Ｃ）のように、アイランド２６の列がそれぞれθだけ傾いている場合は、前述の供給位置補正方法では対応しきれない。（Ｂ）は１番目と２番目のアイランド２６にペースト２８を供給した状態を示しているが、１番目のアイランド２６についてカメラで取り込んだ画像と、２番目のアイランド２６についてカメラで取り込んだ画像をそれぞれ基準となるアイランド画像とパターンマッチングにより比較することにより、各アイランドの本来の位置からのズレ量が分かる。これらの情報から、１番目と２番目のアイランドの位置をそれぞれ検出することができ、両アイランドの中心を結ぶ直線Ｌ１を計算で求めることができる。この直線Ｌ１と列方向の直線Ｌ２とがなす角度が列の傾斜θとなる。この列の傾斜θを考慮して、カメラ搭載のＹテーブルが前記傾斜θ方向に３番目のアイランド２６まで移動するように、ＹテーブルをＹ方向にピッチ送りで移動させつつ、リードフレーム１２をＸ方向にも移動させる。同様に、供給手段を３番目のアイランド２６まで移動させて同アイランドに対してダイボンディングまたはペースト供給を行う。３番目以降のアイランド２６に対しても同様の方法で正しい位置にペースト２８を供給することができる。
【００２８】
次に、図６（Ｃ）は１番目と４番目のアイランド２６の各中心を結ぶ直線Ｌ３と、列方向の直線Ｌ２とがなす角度を列の傾斜θとする方法である。図６（Ｂ）のように隣接する二つのアイランド２６の中心を結ぶ直線Ｌ１は、二点間距離が短いために直線Ｌ１自体の精度が十分でない場合が考えられる。特にアイランド２６のピッチが非常に短い品種では尚更である。そこで、図６（Ｃ）のように最初に画像取り込みをした１番目のアイランド２６の中心と、直近（最後）に画像取り込みをした（この場合は４番目の）アイランド２６の中心とを結ぶ直線Ｌ３と、列方向の直線Ｌ２とがなす角度を列の傾斜θとする。この方法であれば二つのアイランド２６の中心の二点間距離が大きくなるので、両アイランド２６を結ぶ直線の傾斜θの精度が高まり。次に予測するアイランド２６の位置精度が高まる。
【００２９】
次に、図７はアイランドの列が弓なりに湾曲している場合のアイランドの位置予測を説明するためのもので、アイランドの列方向直線Ｌ２と、１番目と２番目のアイランドの中心を結ぶ直線Ｌ５との間の角度をθ１、１番目と２番目のアイランドの中心を結ぶ直線Ｌ５と、２番目と３番目のアイランドの中心を結ぶ直線Ｌ６との間の角度をθ２、２番目と３番目のアイランドの中心を結ぶ直線Ｌ６と、３番目と４番目のアイランドの中心を結ぶ直線Ｌ７との間の角度をθ３とする。アイランドのズレが発生している場合、各アイランドの画像取り込みによる位置検出によりアイランド位置情報を順次記憶手段に記憶すると共に、これら記憶された複数の位置情報に基づいて次にペーストを供給するアイランドの位置情報を予測演算する。具体的には、θ１〜θ３が同じであれば各アイランドが円弧状にズレて並んでいることが分かるから、次にペーストを供給するアイランドの位置は同じ円弧上にあると予測することができる。従って、そのような予測位置にカメラと供給手段を移動させればよい。また、θ１〜θ３が逓増している場合は、同じ逓増率が次のアイランドでも続くと予測されるから、そのような予測位置にカメラと供給手段を移動させればよい。また、θ１〜θ３が逓減している場合も同様である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  検査装置
１２   リードフレーム
１４   吸着板
１６   搬送ステージ
１８   カメラ
２０   同軸落射照明装置
２１   画像処理系
２２   光源
２４   ハーフミラー
２６   アイランド
２８   ペースト
【図１】
0005399221.tif 000002
【図２】
0005399221.tif 000003
【図３】
0005399221.tif 000004
【図４】
0005399221.tif 000005
【図５】
0005399221.tif 000006
【図６】
0005399221.tif 000007
【図７】
0005399221.tif 000008
【図８】
0005399221.tif 000009
【図９】
0005399221.tif 000010
【図１０】
0005399221.tif 000011
【図１１】
0005399221.tif 000012
【図１２】
0005399221.tif 000013